Obnovljivi viri

SLOSE

Slovensko društvo za sončno energijo SLOSE ima novo spletno stran www.slose.si. S tem nadaljuje svoje poslanstvo širjenja rabe obnovljivih virov energije. Žal spletna stran trenutno ne deluje, splet okoliščin, nesrečna zvezda ali hekerski napad, kdo bi vedel. Upamo na ponovnem zagon spletne strani SLOSE.

Ob ustanovitvi društva SLOSE je bil poudarek na širjenje poznavanja rabe sončne energije, na energijsko učinkoviti gradnji in na izobraževanju. Vključevali smo področja vseh obnovljivih virov energije, učinkovite rabe energije in kakovosti bivanja. Združevali smo ljubitelje, strokovnjake in industrijo iz različnih segmentov. Skočite na zgodovino društva SLOSE.

Danes, po skoraj pol stoletja, so načela društva enaka, področja dela pa precej bolj pestra. Sonce ustvarja večino obnovljivih virov energije, ki jih zajemamo iz stalnih naravnih procesov. To so sončno sevanje, veter, vodni tok v rekah, fotosinteza, zemeljski toplotni tokovi in tokovi morja. V naravi jih nikoli ne zmanjka, saj se obnavljajo dokaj hitro ter so dokaj enakomerno porazdeljeni.

Zajem sončne energije je lahko s toplovodnimi ali toplozračnimi sprejemniki, s pasivnimi elementi arhitekture, s sončnimi vetrnimi in vodnimi elektrarnami, z rabo biomase… Odlično se dopolnjuje z rabo ostalih obnovljivih virov energije, med katerimi sta prezrti geotermalna energija in energija organskih odpadkov.

Mnogo organizacij deluje na področju rabe obnovljivih virov energije, dosegajo lepe rezultate. Med občani se krepi zavest po nujnosti rabe obnovljivih virov, kar je odlično. Še večje uspehe pa bomo dosegli s sodelovanjem. Zato vabimo vse, ki jim je mar, da obiščejo spletno stran SLOSE, kliknite na www.slose.si. Veseli bomo, če se nam pridružite. Vstopite v naše društvo, bodite aktivni, po svojih močeh prispevajte za ohranjanje našega planeta.

Dokler ne bo portal SLOSE aktiven, naj bo to vstopna točka SLOSE za komentarje, pripombe in predloge.

Prispevek iz zbornika, posvečenega Petru Novaku

Svetilnik na poti v sonaravno družbo

Študij

S Petrom Novakom sem se prvič srečal na začetku svoje strokovne poti. Jaz sem bil bruc na ljubljanski Fakulteti za strojništvo, on pa asistent, če se ne motim, pri predmetu Ogrevalni sistemi. Tako sem dobil osnove projektiranja instalacijskih sistemov, kar mi je kasneje koristilo pri delu. Vendar je tisto študijsko leto minilo manj prijetno, kot sem si želel, zato sem si vzel predah.

Leto ali dve kasneje je bil Peter Novak moj profesor. On je do takrat že doktoriral, jaz pa sem bil ponovno na začetku. Poslušal sem njegove predmete Delovni stroji in Termične naprave, uspešno končal in se celo dogovarjal z njim za zaključno nalogo. Predlagal mi je temo, ki je bila v tistem času sodobna, sončne bazene za zajem in hranjenje sončne energije, Solar pond. Sončni bazen z zelo slano vodo je veliki zbiralniki energije, v katerem je konvekcija onemogočena, kar omogoča zbiranje energije sončnega sevanja v spodnji plasti nasičene solne raztopine. Če bi takrat sprejel to nalogo, bi bila moja poklicna pot drugačna.

Društvo SLOSE

Od nekdaj sem zagovarjal sonaravno bivanje. Pred pol stoletja smo zagovorniki rabe sončne energije začeli iskati skupne vrednote. To je bil zametek društva SLOSE. Takrat, v času navideznega obilja energije fosilnega izvora, smo spodbujali okolju prijazne rešitve.

Slovensko društvo za sončno energijo SLOSE smo, na pobudo Petra Novaka, ustanovili jeseni leta 1977. Društvo ima občutno večji vpliv kot posamezniki, kar nam je krepko koristilo. Na enem prvih sestankov je Peter Novak predlagal, da imenujemo kronista društva, vendar smo vse sile usmerili v zagon, za pisanje društvene kronike je zmanjkalo energije. Na srečo so imeli nekateri člani voljo, da so se spopadli s kolesjem birokracije in so izpolnili zahtevane formalnosti.

Društvo SLOSE je bilo Petru Novaku zelo ljubo. Vsaj enkrat letno, običajno združeno z rednim občnim zborom društva, nam je pripravil zanimivo interno predavanje o novostih. Govoril je z umirjenim, razločnim, nekoliko žametnim glasom, lepo ga je bilo poslušati. Sodeloval je tudi na mnogih posvetih, konferencah in kongresih, ki jih je organiziralo SLOSE.

Ne nazadnje, z veseljem je uvrstil društvo SLOSE, v katerem je bil častni predsednik, ob bok uglednim ustanovam, s katerimi je sodeloval. To so bile Fakulteta za strojništvo Univerze v Ljubljani, Znanstveni svet pri Evropski agenciji za okolje, Inštitut MIK Celje, Fakulteta za strojništvo v Novem mestu, ASHRAE, Mednarodni inštitutu za hlajenje ‐IIR, Evropska organizacija za gretje in hlajenje ‐ REHVA, SITHOK, ZITS, KGH in druge.

Vizija plavajočih sončnih elektrarn

Na seji Upravnega odbora Slovenskega društva za sončno energijo SLOSE, ki je bila 9. 6. 2021 na terasi gostilne Livada v Ljubljani, smo se zbrali: Marko Umberger, Franko Nemac, Peter Novak, Bojko Jerman, Zorica Crnjak Orel, Bojan Mehle in Matjaž Valenčič. To, kar sem si zapomnil, je bila druga točka dnevnega reda, »Sončne elektrarne na akumulacijskih jezerih v Sloveniji«.

2. točka UO SLOSE

Peter Novak je predstavil projektno nalogo »Postavitev FNE na slovenskih jezerih in ribnikih« (P-FNE), ki je bila narejena na Fakulteti za strojništvo Univerze v Novem mestu, pod njegovim mentorstvom, v študijskem letu 2020/2021.

Projektna naloga v okviru modula Energetske tehnologije  

V projektni nalogi P-FNE so analizirali 322 jezer in ribnikov ter zajezitve večjih HE. Iz analize so izpustili presihajoča in visokogorska jezera, kjer bi težave povzročala sneg in led ter manjša in plitvejša jezera, pa tudi omejitve iz Natura 2000, naravne rezervate, spomenike, turistična področja in težko dostopne lokacije.

V projektni nalogi je zapisano, da je najbolj smiselno začeti postavljati P-FNE na zajezitvah HE, saj je vsa potrebna infrastruktura že zgrajena zaradi hidroelektrarn.

Površina jezer, primernih za P-FNE, meri 1.523 ha, zajezitev rek pa 3.172 ha, skupaj skoraj 4.700 ha. Zajezitve se bodo še povečale, saj je v načrtu gradnja verige HE na spodnji Savi in HE Mokrice.

Specifična moč P-FNE je ocenjena na 1 MW/ha oz. 100 W/m2. Podrobneje so predstavljene P-FNE:

  • Ptujsko jezero (nadmorska višina 224 m, površina 346 ha, primeren delež za P-FNE je 259 ha oz. 259 MW);
  • Brežiško jezero (nadmorska višina 162 m, površina 340 ha, primeren delež za P-FNE je 100 ha oz. 100 MW);
  • Velenjsko jezero (nadmorska višina 367 m, površina 143 ha, primeren delež za P-FNE je 100 ha oz. 100 MW, upoštevan je razvit turizem, P-FNE bo od Velenjske plaže odmaknjena 250 m);
  • Šoštanjsko (Družmirsko) jezero (nadmorska višina 375 m, površina 72 ha, primeren delež za P-FNE je 58 ha oz. 58 MW);

Za oceno proizvodnje je bil uporabljen program Evropske komisije JRC Photovoltaic Geographical Information System za vsako obravnavano lokacijo posebej, upoštevana dnevna in letna dinamika sončnega sevanja.

Podatki osončenja so bili zbrani za 10 let (od 2006 do 2016), v simulaciji pa so bili upoštevani paneli izvajalca Hanwha »Q Cells unveils special panels for floating PV« dimenzij 2.080 mm x 1.030 mm x 36 mm, izkoristek panela je 19,6 %.

Prikazani so bili podatki proizvodnje v raznih letnih časih in urna dinamika.

Podrobno so bile obrazložene prednosti P-FNE (na zajezitvah so dnevne ali večdnevne akumulacije vode za proizvodnjo elektrike, zgrajena je vsa infrastruktura za odvod elektrike v omrežje, usklajeno delovanje HE in P-FNE omogoča optimalno proizvodnjo elektrike, morebitni viški elektrike se porabijo za proizvodnjo vodika z elektrolizo vode, kombinacija HE+P-FNE+vodik predstavljajo najcenejšo akumulacijo sončne energije in elektrike, cena P-FNE je med 600 in 900 €/kW.

Elektrarna na zajezitvah z močjo 3.172 MWp bi letno lahko proizvedle 3,7 TWh, HE pa v povprečnem hidrološkem letu proizvedejo 4,5 TWh elektrike. S postavitvijo P-FNE lahko povečamo proizvodnjo HE za približno 80 % z naložbo 1,9 do 2,85 milijarde €. Bolj verjetna je nižja cena, saj stroškov za izgradnjo omrežja ne bo.

Pri 10-letni enostavni amortizaciji bi bila cena elektrike nizka, pod 51 €/MWh, po desetih letih pa še občutno cenejša.

Razprava k 2. točki

Po predstavitvi projektne naloge smo se pogovarjali, kako ta projekt pospešiti. Peter Novak je naštel vse kljuke, ki jih je pritisnil, vendar dlje kot do obljub, da bodo zadevo premislili, ni prišel. Zato je predlagal, da se Društvo SLOSE angažira in sodeluje v okviru svojih zmožnosti pri izgradnji prve take elektrarne v Sloveniji.

Sklep št. 2: UO potrdi predlog Petra Novaka, da se SLOSE angažira po svojih močeh pri izgradnji prve sončne elektrarne na slovenskih ribnikih, jezerih ali zajezitvah HE.

Sodelovanje SLOSE

Od seje Upravnega odbora Slovenskega društva za sončno energijo SLOSE dalje je vsak od nas deloval po svojih močeh.

Na portalu www.zaensvet.si sem objavili informacijo o tej projektni nalogi pod naslovom »Sonce in voda« in dobil dober odziv nekaterih nevladnih organizacij. Žal sem dobil tudi nekaj negativnih odzivov, temu pravim »folklora nevladnikov«, nekateri so a priori proti, marsikateri pa zgolj iz pragmatičnih razlogov.

Konec leta 2021 sem v reviji EGES 5/2021 objavili daljši članek o plavajočih sončnih elektrarnah (P-FNE) in o možnosti pretvorbe viškov sončne elektrike v vodik in metan z naslovom »Plavajoče sončne elektrarne-obnovljivi viri energije«. Peter Novak je ta članek pohvalil.

Prevladovali so spodbudni odzivi. Pristojna ministrstva, zlasti MOP in MzI, so odgovorila, da podpirajo pobude za postavitev P-FNE, v okviru okoljskih ciljev in zakonodaje, skladno s prostorskimi akti in prostorskimi načrti.

Še prijetnejša je bila informacija, da ne bi smelo biti upravnih ovir za postavitev plavajočih sončnih elektrarn. Načelno P-FNE niso opredeljene kot objekti in zato zanje ne veljajo niti določbe Zakona o urejanju prostora niti Gradbenega zakona. Ni nujno, da to pomeni manj težav pri pridobivanju soglasij, ampak vseeno je ena skrb manj.

ZPKEPS 1D določa, da lahko koncesionar posega na vodna in priobalna zemljišča in te objekte uporablja za proizvodnjo električne energije ali drugo dejavnost, ki je neposredno namenjena proizvodnji električne energije. To praktično pomeni, da lahko koncesionar za P-FNE uporabi tudi vodne površine akumulacijskih jezer elektrarn, za katere ima koncesijo.

V HSE so bili nekoliko zadržani, saj zaradi pretočno-akumulacijskega režima HE pričakujejo, da gladina vode na zajezitvah precej niha, kar bi lahko povzročilo težave, zato prednostno gradijo sončne elektrarne na brežinah akumulacijskih jezer. Zadržki HSE so neutemeljeni, v svetu deluje že precej plavajočih sončnih elektrarn na morjih, kjer so ekstremne razmere, valovi, spreminjajoči se morski tokovi in viharni vetrovi.

… in vendar se premika

Morda bi za plavajoče sončne elektrarne res bile primernejše mirne vodne površine, kjer ni nihanja gladine vode. Toda za večino teh vodnih površin ni podanih vodnih dovoljenj (koncesij), to težavo je treba urediti. Postopki bi utegnili biti zamudni. Med mirnimi površinami pa imata prednost predvsem Velenjsko in Družmirsko jezero, zlasti zaradi zgrajene infrastrukture obstoječe TE.

Za odpravo ovir pri prehodu na OVE je potrebna sprememba zakonodaje, ki bo omogočala preprostejšo rabo OVE, tudi postavitev P-FNE na mirnih vodnih površinah. To je predlagal Peter Novak, to smo zapisali v svojem prispevku in končno je prisluhnil tudi zakonodajalec.

Pripravlja se sprememba zakonodaje. Ministrstvo za infrastrukturo je v javno obravnavo posredovalo predlog posebnega »Zakona o umeščanju naprav za proizvodnjo električne energije iz obnovljivih virov energije v prostor«, s katerim naj bi skrajšali dosedanje dolgotrajne in zapletene administrativne postopke. Z omenjenim zakonom se tako ustrezno ureja zahteva po vzpostavitvi območij prednostnega umeščanja OVE in se tudi določajo nekatere posebnosti umeščanja OVE na teh območjih, določajo posebnosti umeščanja prostorskega načrtovanja, celovite presoje in presoje vplivov na okolje ter se pod zakonsko določenimi pogoji dovoljuje postavitev naprav na OVE tudi na območjih, kjer obstaja velik potencial, ki pa do zdaj ni bil izkoriščen (fotovoltaika na protihrupnih ograjah avtocest, plavajoča fotovoltaika na umetnih jezerih, agrovoltaika in podobno).

Kaže, da se tudi na področju plavajočih sončnih elektrarn uresničuje vizija Petra Novaka, zanesljiv korak v sonaravno družbo. Škoda, da ni dočakal tega zakonskega preobrata.

Jedrska energija

Čeprav zakonodaja uvršča jedrsko energijo med nizkoogljične tehnologije, ki blažijo podnebne spremembe, je imel Peter Novak zadržke do sedanje generacije jedrskih elektrarn. Zlasti pa je bil kritičen do podaljšanja obratovanja NEK s 40 na 60 let v solastnini s Hrvaško in do nepotrebne naglice za odločanje o novi JEK2.

Ni ravno odklanjal jedrske energije, nasprotno, načelno je podpiral obetavne nove jedrske tehnologije. Opozoril je na razvoj kompaktnih malih JE, na torij, na tekoče soli in podobne. Časa za odločitev, pred zaprtjem sedanje NEK, je še dovolj, ni treba hiteti, je zagotavljal.

Je pa jasno zapisal: Jedrske elektrarne nimajo izpustov TGP, vendar imajo vrsto drugih emisij in nerešene probleme z VRAO. Zato predlagamo, da bomo o izgradnji novih elektrarn razpravljali po letu 2030, ko bodo že bolj jasne smeri nadaljnjega razvoja teh tehnologij.

RTV SLO, 30. 8. 2019, Odmevi, Nova jedrska elektrarna v Krškem, za ali proti? Peter Novak je bil jasen: Nova nuklearka ne, dokler ne rešimo problema skladiščenja VRAO in dokler ne pride do novih tehnologij, ki bodo veliko boljše, kot so danes.

Energija ali okolje?

Tehtanje, kaj ima prednost, javna korist proizvodnje elektrike ali javna korist ohranjanja narave, ni primerno. Peter Novak je predlagal, da je treba določiti ravnotežje med energetsko-podnebnimi, okoljskimi, ekonomskimi in drugimi politikami: »Mnoge dileme je potrebno reševati v dialogu in poiskati konsenz, saj je sonaravno gospodarjenje upravljanje z naravo v splošno korist in dosedanja ortodoksna stališča nekaterih ne morejo prevladati dolgoročnih usmeritev.«

Toplotne emisije NEK so velikanske. Zgolj iz rednega obratovanja gre v Savo 1.300 MW toplote, znatna količina toplote pa iz bazena IG. Sava pod jedrsko elektrarno se pretirano greje, dovoljeno segrevanje Save je do 3 °C. Pogoji, da se drstijo tropske ribe, so idealni.

Ponovno smo priča posameznim gibanjem, ki, v imenu znanosti, pozivajo k razumnemu in strokovnemu tehtanju javne koristi ohranjanja narave proti javni koristi energetike pri gradnji hidroelektrarn. Torej, ohranjanje narave in ne gradnja hidroelektrarn. Star pregovor, kjer se prepirata dva, tretji dobiček ima, nam tudi v tem pozivu »naravovarstvenikov« pokaže ozadje. Zaviranje energetske izrabe vseh obnovljivih virov in pospešitev gradnje JEK2. In to ravno zdaj, ko se je Sava zaradi delovanja NEK segrela preko 30 °C in ribe množično poginjajo.

Kako prav bi zdaj prišle modre besede Petra Novaka o nujnem dialogu o sonaravnem gospodarjenju.

Začeto je treba dokončati

Ena od možnosti energijskega prehoda je energijska veriga, od elektrike iz obnovljivih virov energije preko vodika do sintetičnega metana in sintetičnega metanola. To je osnova za kemično industrijo, sintetične mase iz obnovljivih virov. V to verigo je treba vključiti ogljik iz organskih ostankov in odpadkov.

Projektna naloga Razvoj prototipne naprave za uplinjanje trdnih organskih materialov in sintezo produktov uplinjanja v sintetične pline in surovine, v kateri je sodeloval tudi Peter Novak, se nadaljuje. To bo temelj novi energetsko-kemični panogi. V procesu uplinjanja ogljikovih materialov (heterogeni odpadki in odpadna biomasa) se proizvedejo sintetični produkti (metan, vodik, metanol …), ki so lahko surovina za nadaljnje procese ali končni proizvod. Z dodajanjem vodika, pridobljenega z elektrolizo iz viškov elektrike iz obnovljivih virov, se učinkovitost pretvorbe poveča. Končni produkti iz tega procesa (metan, metanol) predstavljajo nadomestilo fosilnim plinastim ali tekočim energentom.

Po izračunih Petra Novaka (Vloga biomase za proizvodnjo bioplina pri prehodu v sonaravni energijski sistem;, Plin; 2/2018), ob predpostavki, da se potrebna količina končne energije do leta 2050 ne bo povečala (0-rast KE zaradi stabilizacije prebivalstva in povečane učinkovitosti, kljub povečevanju BDP), bi za nadomestitev 86 % fosilnih goriv v Slovenji potrebovali:

  • sintetičnega metanola: 1.677.900 t/leto;
  • sintetičnega metana: 900.900 t/leto;
  • elektrike za elektrolizo in ostalo v celoti 2050: 10.874 + 20.833 = 31.707 GWh/leto;
  • biomase: 3.084.320 t/leto, od tega za široko rabo 754.720 t/leto;
  • naravnega plina (uvoz): 235.106 m3/leto (14 % vseh potreb po končni eksergiji).

Čisti ogljik v biomasi za metan in metanol bi nadomestila vsa tekoča in 85 % plinastih fosilnih goriv, skupaj 0,435 Mt/leto C (~13 % letnega prirasta v biomasi). Krožno gospodarstvo z ogljikovimi materiali mora temeljiti na izkoriščanju le teh po njihovi uporabi, bodisi v izdelkih ali surovinah. Tudi pri biomasi je treba prioritetno uporabljati ostanke. Uplinjanje je idealni proces za krožno gospodarstvo z ogljikovimi materiali.

Sinergija proizvodnje zelenega vodika in sintetičnega metana bo povzročila tudi znižanje končne rabe energije. Dodajanje zelenega vodika iz viškov proizvodnje sončnih elektrarn (SE) v proces metanizacije sinteznega plina je ena od možnosti za sezonsko shranjevanje poletnih viškov energije iz OVE. V poletnih mesecih bi proizvajali zeleni vodik, ki bi ga uporabljali za sintezo metana, s katerim bi v zimskih mesecih pokrivali manjšo proizvodnjo električne energije iz SE. Ob uporabi zadostne količine materialov za uplinjanje in ustrezni površini SE bi načeloma lahko nadomestili zemeljski plin in premog. Elektrolizo vode iz viškov električne energije bo smiselno postaviti na mesta uplinjanja, s kapaciteto za zagotavljanje zadostne količine kisika za proces pridobivanja sinteznega plina iz njih. Tako bi se zeleni vodik uporabljal za metanizacijo, kisik pa za predhodni proces.

Zeleni prehod v prometu bo v dveh smereh: električna vozila in vozila na sintetična goriva, oboje iz obnovljivih virov.

Graf rabe energije za osebni promet, ob polni uvedbi e-mobilnosti in nespremenjenih mobilnih navadah. Leta 2050 bo namesto 9,99 TWh fosilnih energentov potrebno 2,24 TWh elektrike iz obnovljivih virov.

Napoved kaže, da elektrifikacija v osebnem prometu ne bo bistveno povečala rabe elektrike.

Podobno je z rabo energije v stavbah. Če predvidimo, ob upoštevanju pospešenega prehoda na ogrevanje s toplotnimi črpalkami, hkratno zmanjševanje rabe joulove toplote za ogrevanje in segrevanje sanitarne vode, se bo do leta 2050 celo nekoliko znižala raba elektrike v stavbah od sedanjih 3,63 na 3,37 TWh letno.

Nadaljujmo po Novakovi poti

Peter Novak je rekel, da je energijska svoboda temeljni pogoj za resnično demokracijo. Pokazal nam je pot, po kateri lahko pridemo v sonaravno družbo. Le z energijo iz domačih obnovljivih virov, lastno hrano, vodo in stanovanji lahko ustvarimo socialno visoko razvito družbo, ki bo neodvisna od negativnih vplivov okolja.

Od nas je odvisno, kdaj bomo krenili na to pot in kako hitri bomo.

Matjaž Valenčič, september 2022

Sorodni članki

Razmišljanje o (ne)jedrski prihodnosti

Matjaž Valenčič

Postopno opuščanje jedrske energije

Matjaž Valenčič

Energijska samooskrba

Matjaž Valenčič

Komentiraj